Development of 3D-AFM for visualizing chromosomes by carbon nanotube tip

开发通过碳纳米管尖端可视化染色体的 3D-AFM

• 批准号: 22K14603
• 负责人: 宮澤 佳甫
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14603/
• 关键词: 原子間力顕微鏡; 探針; カーボンナノチューブ; 染色体

ヒトの染色体の3次元立体構造を可視化する3次元原子間力顕微鏡（3D-AFM）を開発するために、今年度は、カーボンナノチューブ（CNT）を用いたAFM探針の開発に取り組んだ。走査型電子顕微鏡の内部にマニピュレーター装置を実装し、従来の汎用的なAFM探針の先端にCNT探針を接着固定し、電流を流して熱でCNTを切断することで100 nm程度の精度で長さを調整できる機構を開発した。これにより、直径1 nm～30 nm、長さ500 nm～2 umのCNT探針を高い再現性で作製できるようになった。走査型電子顕微鏡では観察できる分解能が限られ、さらに計測中に走査範囲がカーボンで汚染される可能性が高いことから、透過型電子顕微鏡内でのCNT探針作製機構の開発にも取り組んだ。これは来年度も継続して開発を進めるが、今年度は、透過型電子顕微鏡のサンプルホルダーの先端に取り付けできる3軸走査可能な小型チューブピエゾを作製した。動作確認の結果から、XYZそれぞれ最大50 um程度走査可能であることが分かった。また、ピエゾ慣性モーターを用いた粗動駆動機構の開発にも取り組んだ。来年度は、透過型電子顕微鏡内でのCNT探針作製機構を実装し、直径1 nm以下の原子レベルで制御されたCNT探針の作製を実現する。さらに、開発したCNT探針を用いてヒトの染色体の内部構造計測を行い、得られた3次元画像から実際の染色体構造のモデル化に取り組む。

Three-dimensional stereoscopic imaging of chromosomes can be performed on three-dimensional atomic force microscopes (3D-AFM). This year, three-dimensional atomic force micrographs (3D-AFM) can be used for data acquisition. This year, three-dimensional atomic force microscopes (CNT) can be used for data acquisition by using the AFM probe. The equipment is installed in the microphone, the front end of the AFM probe, the CNT probe is then fixed, the current is cut off, the precision is 100 nm, and the machine is opened. The diameter is 1 nm~30 nm, the length is 500 nm~2 um, the probe is high, and the reproducibility is high. Mobile electronic microphone monitoring and monitoring system decomposition can limit the operating range of the operating system, the operating range of the operating system, the possibility of environmental pollution is high, and the CNT probe in the transmission microphone is used to access the data of the computer system. In the coming year, we will continue to make progress in the coming year, and this year, we will be able to pay for the payment at the end of the year, and it may be possible for a small number of customers to do so. The action confirms that the results are good, and that the maximum XYZ response level of 50 um may be different. Through the use of rough movement machines, both military and commercial organizations will start to collect information about the organization. In the coming year, the micro-electronic microphone CNT probe will be installed with a diameter of less than 1 nm to control the detection of the CNT probe. In order to obtain a three-dimensional portrait of the chromosome, the CNT probe is used to create a three-dimensional picture of the chromosome in order to obtain the data.

项目成果

Intracellular live imaging of organelle structures and mechanical properties by nanoendoscopy using AFM

使用 AFM 通过纳米内窥镜对细胞器结构和机械特性进行细胞内实时成像

• 发表时间: 2022
• 作者: Keisuke Miyazawa;Takeshi Fukuma
• 通讯作者: Takeshi Fukuma

Development of nanoendoscopy-AFM for visualizing intracellular nanostructures of living cells

开发用于可视化活细胞细胞内纳米结构的纳米内窥镜-AFM

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Miyazawa;M. Penedo;N. Okano;H. Furusho;T. Ichikawa;M. S. Alam;K. Miyata;C. Nakamura;T Fukuma
• 通讯作者: T Fukuma

生きた細胞内部の分子構造動態を可視化するためのIn-cell AFM技術の開発

开发细胞内 AFM 技术以可视化活细胞内的分子结构动态

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮澤佳甫;Marcos Penedo Garcia;岡野直子;古庄公寿;市川壮彦;Alam Mohammad Shahidul; 宮田一輝;中村史;福間剛士
• 通讯作者: 福間剛士

Visualizing 3D internal structure of cell nucleus by 3D-AFM

通过 3D-AFM 可视化细胞核的 3D 内部结构

• 发表时间: 2022
• 作者: R. Kojima;K. Miyazawa;A. M. Shahidul;K. Sivashanmugan;T. Sumikama;R. Omura and T. Fukuma
• 通讯作者: R. Omura and T. Fukuma

Highly Stable Triangular Single‐Layer 2D Assemblies: Synthesis and Their Stimuli‐Responsive Elastic and Anisotropic Curling

高度稳定的三角形单层二维组件：合成及其刺激响应弹性和各向异性卷曲

• DOI: 10.1002/ange.202302365
• 发表时间: 2023
• 期刊: Angewandte Chemie
• 作者: Hao Yajiao;Yu Lin;Miyazawa Keisuke;Zhang Shengrui;Liu Mo;Yu Zhongqi;Liu Jun;Yu Yang;Li Song;Xu Shujue;Fukuma Takeshi;Xiao‐An Zhang Sean;Li Minjie
• 通讯作者: Li Minjie